JP2014192545A - 移動通信システム、移動通信システムのページング方法、ページングエリア決定装置及び基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】移動通信システムのページング処理において、特定の装置に集中する負荷を削減することに寄与する移動通信システムを提供する。
【解決手段】移動通信システムは、移動局の位置及び移動を管理する移動管理装置と、移動局と無線アクセス技術により接続されると共に、移動管理装置と接続される基地局と、移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定装置と、を含む。移動管理装置は、ページングエリア決定装置が生成したページングエリア情報を含むページングメッセージを、基地局に送信する。基地局は、ページングエリア情報に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信システム、移動通信システムのページング方法、ページングエリア決定装置及び基地局に関する。

移動通信システムでは、待ち受け状態の移動局に対する呼び出し（ページング）が必要である。そのため、移動通信システムは、コアネットワークにおいて、移動局の存在するエリアの把握を要する。ページングを実現するため、移動局は、自局の在圏するエリア（以下、位置登録エリアと呼ぶ）をコアネットワークに通知し、コアネットワークに位置登録を行う。例えば、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）のＬＴＥ（Long Term Evolution）においては、トラッキングエリア（ＴＡ；Tracking Area）と呼ばれる隣接する複数のセルの集合を単位として移動局の位置を管理している。トラッキングエリアはトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ；Tracking Area Identifier）によって識別され、基地局が、自局の属するトラッキングエリアのトラッキングエリア識別子を移動局に報知することで、移動局は在圏するトラッキングエリアを把握できる。

移動局の在圏するトラッキングエリアは、移動局が位置登録（ＴＡＵ；Tracking Area Update）を行うことでコアネットワーク側に登録される。コアネットワークは登録された情報をもとに移動局の在圏するエリアを把握する。待ち受け状態の移動局に対して下りデータが到着した場合、トラッキングエリアが、ページングの際にページング信号が送信されるページングエリアとみなされ、トラッキングエリアに含まれる基地局にページング信号が送信される。移動局は、自局宛のページング信号を受信すると、通信路を確立するためのシグナリングを基地局との間で行う。これによりデータの送受信が可能となり、移動局の呼び出しが実現できる。

ここで、移動局に対するページング処理では、位置登録エリアに属する基地局は一律にページング信号を送出する必要がある。しかし、移動局の在圏するセル以外でのページング処理は無駄であって、無線リソースの浪費といえる。そのため、このような無駄を抑制するため、位置登録エリアから実際にページングを行うページングエリアを絞り込む手法が各種提案されている。

例えば、特許文献１及び２は、移動局の位置登録履歴に基づきページングエリアを決定することで、ページングエリアを絞り込む技術を開示している。特許文献１では、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって得られる移動局の位置登録履歴から移動速度（又は加速度）に応じてページングエリアを選択する。具体的には、移動速度（加速度）が大きくなるほど、ページングエリアの範囲が大きくなるように、ページングエリアの特定に利用する識別子をセクタ識別子、無線制御局識別子、ＬＡＩ（ロケーションエリア識別子；Location Area Identification）／ＲＡＩ（ルーティングエリア識別子；Routing Area Identification）の順に変化させる。

また、特許文献２では、周期的な位置登録により得られる移動局の位置登録履歴から、登録間隔での移動距離の密度分布を求め、累積密度がある閾値以下となる距離を半径とする円に含まれるセルの集合をページングエリアとして決定する技術を開示している。

さらに、特許文献３において、移動局に対してアクセスを許可していないホームセルに対する当該移動局宛てのページング信号の送信を抑止することによって、冗長なページング信号の送信による無線リソースの浪費及び無線基地局における消費電力の浪費を回避する技術が開示されている。

特許第４５３２２９８号公報 特開２０１１−４９６１６号公報 特開２００９−２３２２７７号公報

なお、上記先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者らによってなされたものである。

特許文献１が開示する手法は、ページングエリアの識別に、セクタ識別子や無線制御識別子などのうち１つを利用するため、ページングエリアに含まれるセクタ（セル）の特定が容易である。しかしながら、ページングエリアの大きさはそれらの識別子によって定まるため、特定の円領域に含まれるセルをページングエリアとして選択するような柔軟な運用はできない。

一方、特許文献２では、最後の登録位置を中心とし、位置登録履歴をもとに計算された距離を半径とする円に含まれるセルの集合をページングエリアとする。このとき、特許文献２が開示する手法では、呼制御装置が、１ｓｔページングエリアを決定している。そのため、ページングエリアの絞り込みを行う処理は、呼制御装置に集中することになる。円以外でのより柔軟な絞り込みを実現することを考えた場合、セルの包含関係の判定はより複雑になるため、計算コストが増大する。そこで、ページングエリアの絞り込みを呼制御装置とは異なる他の装置として実現することも考えられるが、その場合、他の装置から呼制御装置に対して決定したページングエリアに含まれるセルのリストを通知する必要が生じ、ページングエリアのサイズが大きくなるに従って通信コストが増大する。

以上の事情を鑑み、本発明は、移動通信システムのページング処理において、特定の装置に集中する負荷を削減することに寄与する移動通信システム、移動通信システムのページング方法、ページングエリア決定装置及び基地局、を提供することを目的とする。

本発明の第１の視点によれば、移動局の位置及び移動を管理する移動管理装置と、移動局と無線アクセス技術により接続されると共に、前記移動管理装置と接続される基地局と、移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定装置と、を含み、前記移動管理装置は、前記ページングエリア決定装置が生成したページングエリア情報を含むページングメッセージを、前記基地局に送信し、前記基地局は、前記ページングエリア情報に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する、移動通信システムが提供される。

本発明の第２の視点によれば、移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定工程と、前記ページングエリア情報を含むページングメッセージを、基地局に送信する工程と、前記ページングエリア情報を受信する基地局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する工程と、を含む移動通信システムのページング方法が提供される。
なお、本方法は、移動局と、基地局と、を含む移動通信システムという、特定の機械に結びつけられている。

本発明の第３の視点によれば、移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定部と、位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアを示すページングトラッキングエリア情報を生成するページングトラッキングエリア抽出部と、前記ページングエリア情報及び前記ページングトラッキングエリア情報を含むページングメッセージを、基地局に通知するページングエリア通知部と、を備えるページングエリア決定装置が提供される。

本発明の第４の視点によれば、移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を受信すると共に、前記ページングエリア情報に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する基地局が提供される。

本発明の各視点によれば、移動通信システムのページング処理において、特定の装置に集中する負荷を削減することに寄与する移動通信システム、移動通信システムのページング方法、ページングエリア決定装置及び基地局、が提供される。

一実施形態の概要を説明するための図である。 第１の実施形態に係る移動通信システムの構成の一例を示す図である。 ページングエリア決定装置４０の内部構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る移動通信システムの位置登録処理の動作の一例を示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係る移動通信システムのページング処理における動作の一例を示すシーケンス図である。 トラッキングエリアの一例を示す図である。 楕円で表現されるページングエリアの一例を示す図である。 ページングＴＡの一例を示す図である。 ページングが必要な基地局２０が含まれるセルの一例を示す図である。 第２の実施形態に係る基地局２０のページング要否判断の動作の一例を示すフローチャートである。

初めに、図１を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。

上述のように、移動通信システムのページング処理において、特定の装置に集中する負荷を削減することに寄与する移動通信システムが望まれる。即ち、移動局の移動管理をページングエリアの絞り込みにより効率化する移動通信システムにおいて、ページングエリアの絞り込みに要する計算コストが特定の装置に集中することを抑制する必要がある。

そこで、一例として図１に示す移動通信システムを提供する。移動通信システムは、移動局の位置及び移動を管理する移動管理装置１０１と、移動局と無線アクセス技術により接続されると共に、移動管理装置１０１と接続される基地局１０２と、移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定装置１０３と、を含む。移動管理装置１０１は、ページングエリア決定装置１０３が生成したページングエリア情報を含むページングメッセージを、基地局１０２に送信する。基地局１０２は、ページングエリア情報に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する。

図１に示す移動通信システムにおいては、初めに、ページングエリア決定装置１０３が移動局の在圏する可能性が高いエリアを抽出する。その後、ページングエリア決定装置１０３が抽出したエリアに関する情報を含むページングエリア情報が、移動管理装置１０１を介して、基地局１０２に送られる。基地局１０２では、ページングエリア情報に含まれるエリア（移動局が在圏する可能性の高いエリア）に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する。このように、ページングエリアとカバーエリアとの重複判定が、ページングエリア決定装置１０３での判定と、基地局２０での判定と、に分散され段階的に処理される。その結果、ページングエリアとカバーエリアの重複判定による処理が分散され、ページングエリア決定装置１０３に処理負荷を削減できる。

以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。

［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係る移動通信システムの構成の一例を示す図である。図２を参照すると、移動通信システムは、移動局１０−１及び１０−２と、基地局２０−１〜２０−５と、移動管理装置３０と、ページングエリア決定装置４０と、ゲートウェイ５０、を含んで構成される。以降の説明において、移動局１０−１及び１０−２を区別する特段の理由がない場合には、「移動局１０」と表記する。同様に、基地局２０−１〜２０−５を区別する特段の理由がない場合には、「基地局２０」と表記する。なお、図２に示す移動通信システムは例示であって、移動通信システムの構成を限定する趣旨ではない。

移動局１０は、在圏する基地局２０を介して、移動管理装置３０に位置登録を行う。また、移動局１０は、移動管理装置３０に位置登録を行うことで移動管理装置３０から通知される位置登録エリア情報を、内部の記憶部等に保持する。位置登録エリア情報は、移動局１０がいずれのトラッキングエリアに属するかを示す情報である。

移動局１０は、定期的に位置登録を行う。あるいは、移動局１０は、自局の位置登録エリア外に移動した際に（自局の属するトラッキングエリア以外に属する基地局２０のカバーエリアに移動した際に）、位置登録を行う。移動局１０は、保持している位置登録エリア情報に、移動した先の基地局２０から報知されるトラッキングエリア識別子が含まれないことにより、位置登録エリア外への移動を把握する。

基地局２０は、自局のカバーするエリアに在圏する移動局１０と無線アクセス技術によって接続されている。基地局２０は、１つのトラッキングエリアに属しており、ブロードキャストチャネルを通じて自局の属するトラッキングエリアを示すトラッキングエリア識別子を定期的に報知する。

上述のように、トラッキングエリアは隣接する複数の基地局２０のカバーエリア（セル；図２に六角形で示す領域）から構成される領域である。基地局２０は、自局のカバーエリアを表わすカバーエリア情報を保持する。カバーエリア情報は、地理空間上の領域を示すものであり、例えば、円、楕円、多角形等の形状を用いて記述される。基地局２０は、自局のカバーエリアに対してブロードキャストによるページング信号を送信する機能を備える。また、基地局２０は、移動管理装置３０が送信するページングメッセージに含まれるページングエリア情報と自局のカバーエリア情報からページングの要否を判断する機能を備える。なお、ページングエリア情報の詳細は、後述する。

移動管理装置３０は、移動局１０の位置管理及び移動管理を行う。ここで、移動管理装置３０が行う位置管理及び移動管理には、移動局１０の位置登録エリアの管理及び移動局１０に対するページング処理が含まれる。

移動管理装置３０は、基地局２０と接続されている。移動管理装置３０は、基地局２０を介して行われる移動局１０からの位置登録を処理し、移動局１０の位置登録エリアを管理する。また、移動管理装置３０は、移動局１０の位置登録に際し、移動局１０の位置登録エリアを決定する。移動管理装置３０は、決定した位置登録エリアを表わす位置登録エリア情報を内部の記憶部に保持すると共に、移動局１０に決定した位置登録エリア情報を通知する。ここで、位置登録エリアは、複数のトラッキングエリアから構成され、位置登録エリア情報は、トラッキングエリア識別子のリスト（集合）として表現される。

また、移動管理装置３０は、ページングエリア決定装置４０に対して、ページングエリア決定要求を行う機能を備える。さらに、移動管理装置３０は、ページングエリア決定装置４０からのページングエリア通知に基づき、ページングメッセージを対象のトラッキングエリアに属する基地局２０に送信する機能を備える。なお、ページングエリア通知の詳細は、後述する。

図３は、ページングエリア決定装置４０の内部構成の一例を示す図である。ページングエリア決定装置４０は、ページングエリア決定部４０１と、トラッキングエリア情報記憶部４０２と、ページングＴＡ抽出部４０３と、ページングエリア通知部４０４と、移動状態記憶部４０５と、を備える。

ページングエリア決定部４０１は、移動局１０の位置登録の履歴に基づき移動局１０のページングエリアを決定する手段である。トラッキングエリア情報記憶部４０２は、トラッキングエリアの領域を表す図形情報を保持する記憶部である。ページングＴＡ抽出部４０３は、位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアの絞り込みを行う手段である。ページングエリア通知部４０４は、決定したページングエリアの通知を行う手段である。移動状態記憶部４０５は、移動局１０の移動状態を保持する記憶部である。

ページングエリア決定部４０１は、移動局１０からの位置登録のタイミングにおいて、移動管理装置３０から移動局１０の在圏情報通知を受け付け、移動局１０の移動状態を把握する。ページングエリア決定部４０１は、把握した移動局１０の移動状態を、移動状態記憶部４０５に登録する。ここで、移動局１０の移動状態を把握するための情報としては、例えば、移動局１０の進行方向、移動速度及びそれらの分散を利用する。

さらに、ページングエリア決定部４０１は、移動管理装置３０から移動局１０のページングエリア決定要求を受け付けると、移動局１０の移動状態に基づき、ページングエリア決定要求を受信した時点で移動局１０が在圏している確率が高い領域をページングエリアに決定する。この移動局１０が在圏している確率が高い領域を示す情報が、ページングエリア情報である。即ち、ページングエリア決定部４０１は、移動局１０が在圏する可能性のあるエリア（領域）をページングエリアとして算出する（ページングエリア情報を生成する）。

ここで、ページングエリア決定部４０１が、ページングエリアを決定（移動局１０が在圏している確率が高い領域の決定）する際の手法として、例えば、特許文献２に記載の方法を用いることができる。但し、ページングエリア決定部４０１が、ページングエリアを決定する際の手法は特許文献２が開示する手法に限定されず、移動局１０の移動方向、速度、速度変化の分散、統計的な在圏頻度など様々な情報を用いて決定することが考えられる。

トラッキングエリア情報記憶部４０２は、トラッキングエリアの地理空間における領域情報を記憶するデータベースである。トラッキングエリア情報記憶部４０２は、トラッキングエリア識別子と、トラッキングエリアのカバーする領域の地理空間における図形情報の対応を保持する。図形情報としては、例えば、円、楕円、多角形などを用いることができる。また、１つの図形ではなく、複数の図形情報による組み合わせによってトラッキングエリアのカバーする領域を表現してもよい。この場合、図形の和集合、積集合、差集合によって、より詳細にトラッキングエリアを表現できる。しかしながら、ページングエリア決定部４０１の負荷集中を抑制するという観点からは、単純な図形によりトラッキングエリアのカバーする領域を表現することが望ましい。図形情報を単純にするためには、例えば、移動通信システムのカバーエリアをトラッキングエリアに分割する際に、矩形を基準として分割を行い、図形情報としてトラッキングエリアの最小境界矩形（ＭＢＲ；Minimum Bounding Rectangle）を利用する方法が考えられる。

ページングＴＡ抽出部４０３は、移動局１０の位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアのなかから移動局１０の在圏する確率の高いトラッキングエリアを抽出する。即ち、ページングＴＡ抽出部４０３は、ページングを実行する必要性の高いセルを含むトラッキングエリアを抽出する。その際、ページングＴＡ抽出部４０３は、ページングエリア決定部４０１が決定した移動局１０のページングエリアに重複（交差）するトラッキングエリアのリストを位置登録エリアから抽出する。なお、ページングＴＡ抽出部４０３が抽出するトラッキングエリアを、ページングトラッキングエリア（ページングＴＡ）と表記する。

ページングエリア通知部４０４は、決定した移動局１０のページングエリアを移動管理装置３０に通知する。このページングエリア決定装置４０から移動管理装置３０への通知がページングエリア通知である。その際、ページングエリア通知により移動管理装置３０に通知される情報は、ページングエリア決定部４０１によって決定されたページングエリア情報と、ページングＴＡ抽出部４０３により抽出されたトラッキングエリアの識別子のリストからなるページングトラッキングエリア情報（ページングＴＡ情報）と、を含む。

ゲートウェイ５０は、移動局１０と外部ネットワークのデータ通信を中継する。ゲートウェイ５０は、待ち受け状態の移動局１０宛に外部ネットワークからのデータの着信があると、移動管理装置３０に対して該当する移動局１０のページングを要求する。

なお、ページングエリア決定装置４０及び基地局２０は、それぞれに搭載されたコンピュータに、そのハードウェアを用いて、後に詳述する処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。

次に、本実施形態に係る移動通信システムの動作について詳細に説明する。

［位置登録動作］
図４は、本実施形態に係る移動通信システムの位置登録処理の動作の一例を示すシーケンス図である。

移動局１０は、自局が位置登録エリア外のセルに移動したことを検出すると、位置登録要求を、移動局１０が在圏する基地局２０に送信する（ステップＳ１１）。

移動局１０から位置登録要求を受けた基地局２０は、位置登録要求を移動管理装置３０に転送する（ステップＳ１２）。なお、移動局１０が送信する位置登録要求には、移動局１０と移動局１０が在圏している基地局２０の識別子が含まれる。

移動管理装置３０は、移動局１０から位置登録要求を受信すると、移動局１０の位置登録エリアを決定する（ステップＳ１３）。

移動管理装置３０は、決定した位置登録エリアを移動局ごとに保持すると共に、決定した位置登録エリアを、位置登録に対する応答として基地局２０に送信する（ステップＳ１４）。

基地局２０は、移動管理装置３０が送信する位置登録に対する応答を、位置登録要求を送信した移動局１０に転送する（ステップＳ１５）。

また、移動管理装置３０は、移動局１０から受信した位置登録要求（又はそれに含まれる情報）をページングエリア決定装置４０に、在圏情報通知（又は、位置情報通知）として転送する（ステップＳ１６）。その際、移動管理装置３０は、ページングエリア決定装置４０に転送するメッセージに、少なくとも、位置登録要求を送信した移動局１０の識別子と、位置登録要求を転送した基地局２０の識別子と、を含める。

ページングエリア決定装置４０は、位置登録要求の転送メッセージ（在圏情報通知）を受け付けると、転送メッセージに含まれる基地局識別子を利用して、同じく転送メッセージに含まれる移動局識別子が示す移動局１０の移動履歴情報を更新する（ステップＳ１７）。なお、その際のページングエリア決定装置４０における更新処理は、例えば、基地局識別子の示す基地局２０の中心座標を位置登録地点として、過去数回分の記録であってもよい。

［ページング動作］
図５は、本実施形態に係る移動通信システムのページング処理における動作の一例を示すシーケンス図である。

以下の説明において、ページングの対象となる移動局を、移動局１０ａと表記する。また、移動局１０は、移動管理装置３０による位置登録により、図６に示す４つのトラッキングエリアから構成される位置登録エリアに位置登録されているものとする。さらに、図６に示す４つのトラッキングエリアの識別子は、それぞれ、ＴＡ１〜ＴＡ４とする。図６において、各トラッキングエリアに含まれる９個の正方形は、それぞれ、基地局２０がカバーするエリア（カバーエリア、セル）を表す。なお、理解を容易とするため、トラッキングエリア及びセルの形状は正方形として説明するが、トラッキングエリアやセルの形状を限定する趣旨ではない。これらの形状は、円、楕円、六角形、多角形など、実際のカバーエリアの形状に近い図形を用いることができる。さらに、図６において、図面の簡略化及び理解を容易とするため、カバーエリアの重複を排除しているが、カバーエリアが重複していてもよい。

図５に示すシーケンス図において、外部ネットワーク（図５において図示せず）から待ち受け状態の移動局１０ａに対する着信データがゲートウェイ５０に到着した場合、ゲートウェイ５０と移動局１０ａの間には通信路が確立していない。そのため、移動局１０ａは、外部ネットワークからデータを受信できない。そこで、ゲートウェイ５０は、移動局１０ａに対するページング処理に対するトリガを与えるため、移動管理装置３０に対して移動局１０ａ宛のデータが着信したことを通知する（ステップＳ２１）。

データ着信通知を受けた移動管理装置３０は、ページングエリア決定装置４０に対して、移動局１０ａのページングエリア決定要求を行う（ステップＳ２２）。なお、移動管理装置３０からのページングエリア決定要求には、ページング対象の移動局１０ａの識別子に加え、移動局１０ａの位置登録エリア情報を含める。

ページングエリア決定装置４０は、ページングエリア決定要求を受けると、ページングエリア決定部４０１によってページングエリアを決定し、地理空間上の図形情報で構成されたページングエリア情報を生成する（ステップＳ２３）。

ここで、ページングエリア情報は、円、楕円、多角形のうち１つ、又は複数を組み合わせたものを利用することができる。図７は、楕円で表現されるページングエリアの一例を示す図である。図７のページングエリアをＰＡ１と表記して、以降の説明を行う。移動局１０ａは、ページングエリアＰＡ１内部に在圏する確率が高いことになる。

ページングエリア決定装置４０は、ページングエリア情報を生成した後、ページングＴＡ抽出部４０３により、ページングの必要性の高いトラッキングエリア（即ち、上述のページングＴＡ）を抽出する（ステップＳ２４）。

ページングＴＡ抽出部４０３によるページングＴＡの抽出は、ページングエリア決定要求内の位置登録エリア情報に含まれるトラッキングエリア識別子について、トラッキングエリア情報記憶部４０２を参照し、トラッキングエリアとページングエリア情報が重複するか否かにより行われる。即ち、ページングＴＡ抽出部４０３は、トラッキングエリアとページングエリア情報が重複する場合に、ページングエリアと重複するトラッキングエリアの識別子リストをページングＴＡ情報として抽出する。例えば、図７を参照すると、ページングエリアＰＡ１と重複する２つのトラッキングエリアの識別子（ＴＡ３及びＴＡ４）がページングＴＡ情報として抽出される。なお、図８の灰色で示す領域が、ページングＴＡである。

ページングＴＡ情報の抽出が終了すると、ページングエリア通知部４０４は、移動管理装置３０に対してページングエリア通知を行う（ステップＳ２５）。

ページングエリア決定装置４０（ページングエリア通知部４０４）から移動管理装置３０に通知されるページングエリア通知には、移動局１０ａの識別子、ページングＴＡ情報及びページングエリア情報を含める。移動管理装置３０は、ページングエリア決定装置４０からページングエリア通知を受けると、基地局２０に対してページングメッセージを送信する（ステップＳ２６）。

その際、移動管理装置３０からのページングメッセージ送信は、ページングエリア通知に含まれるページングＴＡ情報が示すトラッキングエリアに属する基地局２０に対して行われる。例えば、図７及び図８を参照すると、ページングＴＡとして抽出されたトラッキングエリアＴＡ３及びＴＡ４に属する基地局（図８に示す灰色の領域に含まれる基地局）に対して、ページングメッセージが送信される。ページングメッセージには、少なくとも、ページング対象の移動局１０の識別子、ページングエリア通知に含まれるページングエリア情報が含まれる。このように、移動管理装置３０は、ページングエリア決定装置４０から通知されたページングエリア通知に含まれるページングＴＡの識別子に対応するトラッキングエリアに属する基地局２０に対して、ページングメッセージを送信する。

基地局２０は、移動管理装置３０からページングメッセージを受信すると、ページングの要否を判断する（ステップＳ２７）。

基地局２０におけるページングの要否判断は、自局のカバーエリア情報と、ページングメッセージに含まれるページングエリア情報と、を参照し、重複判定（交差判定）を行うことで実現する。即ち、基地局２０は、カバーエリア情報とページングエリア情報の重複判定を行った結果、カバーエリア情報とページングエリア情報に共通部分があると判定された場合に、自局のカバーエリアにおけるページングが必要と判断する。

例えば、図７を参照すると、ページングメッセージを受けたトラッキングエリアＴＡ３及びＴＡ４内の基地局２０は、それぞれが、自局のカバーエリア情報（９個の面積の小さい正方形を示す情報）とページングエリア情報（ページングエリアＰＡ１）との重複を判定する。重複判定を行った基地局２０のうち、自局のカバーエリア情報とページングエリア情報（ページングエリアＰＡ１）が重複しているセルに含まれる基地局２０が、自局でのページングが必要と判断する（図９に示す灰色の領域に含まれる基地局２０においてページングが必要）。

ページングが必要であると判断した基地局２０は、ページング信号をブロードキャストする（ステップＳ２８）。移動局１０ａは、報知チャネルを間欠的に受信し、自局に対するページング信号を受信すると、通信路を確立するためのシーケンスを開始する。

なお、本実施形態に係る移動通信システムは、位置登録エリアの中から移動局１０の在圏する可能性の高いセルをページングエリアとしてページングを行う。そのため、位置登録エリアには含まれるがページングエリアに含まれないエリアに移動局１０が在圏する場合には、ページングが失敗する。しかしながら、このようなページングの失敗は、絞り込みを行ったページングに一定時間応答がないと、移動管理装置３０が判断した場合に、位置登録エリア全体に対して再びページングを行うことで救済できる。

また、本実施形態に係る移動通信システムにおいて、ページングメッセージに含めるページングエリア情報に基地局２０が対応していない場合は、ページングエリアの絞り込み処理を省略できるオプションとして定義してもよい。オプションとして定義すると、ページングエリア情報に未対応の基地局２０は、ページングエリア情報が存在しないものとして動作する。そのため、ページングエリア情報に未対応の基地局２０では、ページングエリアの絞り込み効果は期待できない。しかしながら、ネットワーク上に対応・未対応の基地局２０を混在させることができるため、ネットワーク上の基地局を、ページングエリア情報に応じてページングエリアを絞り込む基地局２０に同時に入れ替える必要がなく、ページングコストの高い基地局から徐々に置き換えていくことが可能である。

以上のように、本実施形態に係る移動通信システムでは、ページングエリアとカバーエリアとの重複判定が、ページングエリア決定装置４０でのトラッキングエリアに対する判定と、基地局２０でのセルに対する判定と、に分散され段階的に処理される。そのため、ページングエリアとカバーエリアの重複判定による処理負荷が分散され、ページングエリア決定装置４０に処理負荷が集中することがない。また、ページングエリア決定装置４０と移動管理装置３０間で受け渡されるデータも、トラッキングエリア識別子を利用するのであるから、ページングエリアの絞り込みに必要な情報が集約され、これらの装置間の通信コストを抑制できる。

［第２の実施形態］
続いて、第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る移動通信システムでは、基地局２０が移動管理装置３０からページングメッセージを受信した場合のページング要否判断における動作が、第１の実施形態に係る移動通信システムとは異なる。その他の構成や動作については第１の実施形態に係る移動通信システムと同様であり、さらなる説明を省略する。

本実施形態では、第１の実施形態において説明した基地局２０のページング要否判断に係る処理のバリエーションについて記載する。本実施形態に係る移動通信システムの基地局２０は、ページングの負荷を計測するページング負荷計測手段を備える。ページング負荷計測手段は、現時点（負荷の計測時）においてページングメッセージの受信に応じてページング信号の送出対象となっている移動局１０の数を計測する。ただし、ページングの負荷の計測はこれに限定されず、過去のある時間範囲（例えば、過去１０秒など）のページング信号の送出数を計測してもよいし、ページングチャネルの利用率などを利用してもよい。

図１０は、本実施形態に係る基地局２０のページング要否判断の動作の一例を示すフローチャートである。

初めに、基地局２０は、移動管理装置３０から、移動局１０へのページングメッセージを受信する（ステップＳ３１）。

その後、基地局２０は、ページングメッセージにページングエリア情報が含まれるか否かを確認する（ステップＳ３２）。

ページングエリア情報がページングメッセージに含まれない場合（ステップＳ３２、Ｎｏ分岐）、ページングエリアの絞り込みを行わないページングであるため、基地局２０は、ページングが必要であると判断する（ステップＳ３５）。

一方、ページングエリア情報がページングメッセージに含まれる場合（ステップＳ３２、Ｙｅｓ分岐）、基地局２０は、ページング負荷計測手段によって計測されたページング負荷が所定の閾値を超えているか否かを確認する（ステップＳ３３）。なお、閾値は、基地局２０の処理能力に応じて、基地局ごとに個々に設定するのが望ましい。

ページング負荷が閾値を超えていない場合（ステップＳ３３、Ｙｅｓ分岐）、処理能力の観点からはページングを行っても問題ないため、基地局２０は、ページングが必要と判断する（ステップＳ３５）。

一方、ページング負荷が閾値を超えている場合（ステップＳ３３、Ｎｏ分岐）、基地局２０は、ページングエリア情報を利用してページング要否の判断を行う。その際、基地局２０が実行するページング要否の判断は、第１の実施形態において説明した処理と同様である。即ち、基地局２０は、ページングエリア情報が示すページングエリアと自局のカバーエリアが重複するか否かを判定する（ステップＳ３４）。

その結果、ページングエリアとカバーエリアが重複する場合（ステップＳ３４、Ｙｅｓ分岐）には、基地局２０は、ページングが必要と判断する（ステップＳ３５）。ページングエリアとカバーエリアが重複しない場合（ステップＳ３４、Ｎｏ分岐）には、基地局２０は、ページングは不要と判断する（ステップＳ３６）。

以上のように、本実施形態に係る移動通信システムでは、基地局２０のページング負荷に応じてページングエリアの絞り込みを行うか否かを基地局２０の判断により決定する。即ち、基地局２０の処理能力に余裕がある場合は、ページングエリアの絞り込みを行わない。その結果、基地局２０の処理能力に余裕がある状態では、より広いエリアに対してページング信号をブロードキャストできることになり、第１の実施形態に係る移動通信システムと比較すると、ページングが失敗する確率が低下する。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

［付記１］
上述の第１の視点に係る移動通信システムのとおりである。
［付記２］
前記移動管理装置は、移動局の存在するエリアを、複数のトラッキングエリアからなる位置登録エリアとして記憶すると共に、移動局からの位置登録要求の受信に応じて、前記位置登録エリアを前記ページングエリア決定装置に通知し、
前記ページングエリア決定装置は、前記位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、前記移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアを示すページングトラッキングエリア情報を生成すると共に、前記ページングトラッキングエリア情報が示すトラッキングエリアに属する基地局に対し、前記ページングエリア情報を通知する、付記１の移動通信システム。
［付記３］
前記基地局は、自局のカバーエリアと、前記ページングエリア情報が示すエリアと、が重複する場合に、移動局に対してページング信号をブロードキャストする付記１又は２の移動通信システム。
［付記４］
前記ページングエリア決定装置は、移動局の移動履歴に基づいて前記移動局が在圏する可能性のあるエリアを算出する付記１乃至３のいずれか一に記載の移動通信システム。
［付記５］
前記ページングエリア決定装置は、前記ページングトラッキングエリア情報として、前記位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、前記移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアの識別子を、前記移動管理装置に通知し、
前記移動管理装置は、前記通知された識別子に対応するトラッキングエリアに属する基地局に対し、前記ページングエリア情報を通知する付記２乃至４のいずれか一に記載の移動通信システム。
［付記６］
前記基地局は、自局のページング処理におけるページング負荷を計測すると共に、前記ページング負荷が所定の閾値よりも高い場合に、ページングの要否を判断する付記１乃至５のいずれか一に記載の移動通信システム。
［付記７］
前記基地局は、自局のカバーエリアを示すカバーエリア情報を、地理的な領域を示す情報として記憶すると共に、
前記カバーエリア情報と、地理的な領域により示される前記ページングエリア情報と、が重複する場合に、ページングが必要であると判断する付記１乃至６のいずれか一に記載の移動通信システム。
［付記８］
前記カバーエリア情報及び前記ページングエリア情報は、円、楕円及び多角形のうち少なくとも１以上の形状により示される、又は、円、楕円及び多角形の組み合わせにより示される、図形情報である付記７の移動通信システム。
［付記９］
上述の第２の視点に係る移動通信システムのページング方法のとおりである。
［付記１０］
移動局の存在するエリアを、複数のトラッキングエリアからなる位置登録エリアとして記憶する工程と、
前記ページングエリア決定工程は、前記位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、前記移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアを示すページングトラッキングエリア情報を生成すると共に、前記ページングトラッキングエリア情報が示すトラッキングエリアに属する基地局に対し、前記ページングエリア情報を通知する、付記９の移動通信システムのページング方法。
［付記１１］
基地局のカバーエリアと、前記ページングエリア情報が示すエリアと、が重複する場合に、移動局に対してページング信号をブロードキャストする工程をさらに含む付記９又は１０の移動通信システムのページング方法。
［付記１２］
前記ページングエリア決定工程は、移動局の移動履歴に基づいて前記移動局が在圏する可能性のあるエリアを算出する付記９乃至１１のいずれか一に記載の移動通信システムのページング方法。
［付記１３］
基地局のページング処理におけるページング負荷を計測する工程と、
前記ページング負荷が所定の閾値よりも高い場合に、ページングの要否を判断する工程と、
をさらに含む付記９乃至１２のいずれか一に記載の移動通信システムのページング方法。
［付記１４］
上述の第３の視点に係るページングエリア決定装置のとおりである。
［付記１５］
前記ページングエリア決定部は、移動局の移動履歴に基づいて前記移動局が在圏する可能性のあるエリアを算出する付記１４のページングエリア決定装置。
［付記１６］
移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定工程と、
位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアを示すページングトラッキングエリア情報を生成するページングトラッキングエリア抽出工程と、
前記ページングエリア情報及び前記ページングトラッキングエリア情報を含むページングメッセージを、基地局に通知するページングエリア通知工程と、
を含むページングエリア決定装置の制御方法。
［付記１７］
前記ページングエリア決定工程は、移動局の移動履歴に基づいて前記移動局が在圏する可能性のあるエリアを算出する付記１６のページングエリア決定装置の制御方法。
［付記１８］
移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定処理と、
位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアを示すページングトラッキングエリア情報を生成するページングトラッキングエリア抽出処理と、
前記ページングエリア情報及び前記ページングトラッキングエリア情報を含むページングメッセージを、基地局に通知するページングエリア通知処理と、
をページングエリア決定装置を制御するコンピュータに実行させるプログラム。
［付記１９］
前記ページングエリア決定処理は、移動局の移動履歴に基づいて前記移動局が在圏する可能性のあるエリアを算出する付記１８のプログラム。
［付記２０］
上述の第４の視点に係る基地局のとおりである。
［付記２１］
自局のカバーエリアと、前記ページングエリア情報が示すエリアと、が重複する場合に、移動局に対してページング信号をブロードキャストする付記２０の基地局。
［付記２２］
自局のページング処理におけるページング負荷を計測すると共に、前記ページング負荷が所定の閾値よりも高い場合に、ページングの要否を判断する付記２０又は２１の基地局。
［付記２３］
移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を受信する工程と、 前記ページングエリア情報に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する工程と、
を含む基地局の制御方法。
［付記２４］
自局のカバーエリアと、前記ページングエリア情報が示すエリアと、が重複する場合に、移動局に対してページング信号をブロードキャストする工程をさらに含む付記２３の基地局の制御方法。
［付記２５］
自局のページング処理におけるページング負荷を計測する工程と、
前記ページング負荷が所定の閾値よりも高い場合に、ページングの要否を判断する工程と、
を含む付記２３又は２４の基地局の制御方法。
［付記２６］
移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を受信する処理と、 前記ページングエリア情報に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する処理と、
を基地局を制御するコンピュータに実行させるプログラム。
［付記２７］
自局のカバーエリアと、前記ページングエリア情報が示すエリアと、が重複する場合に、移動局に対してページング信号をブロードキャストする処理を実行させる付記２６のプログラム。
［付記２８］
自局のページング処理におけるページング負荷を計測する処理と、
前記ページング負荷が所定の閾値よりも高い場合に、ページングの要否を判断する処理と、
を実行させる付記２６又は２７のプログラム。
なお、付記１８及び付記２６のプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）なものとすることができる。本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

なお、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１０、１０ａ、１０−１、１０−２ 移動局
２０、２０−１〜２０−５、１０２ 基地局
３０、１０１ 移動管理装置
４０、１０３ ページングエリア決定装置
５０ ゲートウェイ
４０１ ページングエリア決定部
４０２ トラッキングエリア情報記憶部
４０３ ページングＴＡ抽出部
４０４ ページングエリア通知部
４０５ 移動状態記憶部

Claims (10)

1. 移動局の位置及び移動を管理する移動管理装置と、
   移動局と無線アクセス技術により接続されると共に、前記移動管理装置と接続される基地局と、
   移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定装置と、
   を含み、
   前記移動管理装置は、前記ページングエリア決定装置が生成したページングエリア情報を含むページングメッセージを、前記基地局に送信し、
   前記基地局は、前記ページングエリア情報に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する、移動通信システム。
2. 前記移動管理装置は、移動局の存在するエリアを、複数のトラッキングエリアからなる位置登録エリアとして記憶すると共に、移動局からの位置登録要求の受信に応じて、前記位置登録エリアを前記ページングエリア決定装置に通知し、
   前記ページングエリア決定装置は、前記位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、前記移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアを示すページングトラッキングエリア情報を生成すると共に、前記ページングトラッキングエリア情報が示すトラッキングエリアに属する基地局に対し、前記ページングエリア情報を通知する、請求項１の移動通信システム。
3. 前記基地局は、自局のカバーエリアと、前記ページングエリア情報が示すエリアと、が重複する場合に、移動局に対してページング信号をブロードキャストする請求項１又は２の移動通信システム。
4. 前記ページングエリア決定装置は、移動局の移動履歴に基づいて前記移動局が在圏する可能性のあるエリアを算出する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の移動通信システム。
5. 前記ページングエリア決定装置は、前記ページングトラッキングエリア情報として、前記位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、前記移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアの識別子を、前記移動管理装置に通知し、
   前記移動管理装置は、前記通知された識別子に対応するトラッキングエリアに属する基地局に対し、前記ページングエリア情報を通知する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の移動通信システム。
6. 前記基地局は、自局のページング処理におけるページング負荷を計測すると共に、前記ページング負荷が所定の閾値よりも高い場合に、ページングの要否を判断する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の移動通信システム。
7. 前記基地局は、自局のカバーエリアを示すカバーエリア情報を、地理的な領域を示す情報として記憶すると共に、
   前記カバーエリア情報と、地理的な領域により示される前記ページングエリア情報と、が重複する場合に、ページングが必要であると判断する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の移動通信システム。
8. 移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定工程と、
   前記ページングエリア情報を含むページングメッセージを、基地局に送信する工程と、
   前記ページングエリア情報を受信する基地局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する工程と、
   を含む移動通信システムのページング方法。
9. 移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を生成するページングエリア決定部と、
   位置登録エリアに含まれるトラッキングエリアであって、移動局が在圏する可能性のあるエリアと重複するトラッキングエリアを示すページングトラッキングエリア情報を生成するページングトラッキングエリア抽出部と、
   前記ページングエリア情報及び前記ページングトラッキングエリア情報を含むページングメッセージを、基地局に通知するページングエリア通知部と、
   を備えるページングエリア決定装置。
10. 移動局が在圏する可能性のあるエリアを示すページングエリア情報を受信すると共に、前記ページングエリア情報に基づいて、自局のカバーエリアにおけるページングの要否を判断する基地局。

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